3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用

1、第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)第三代移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用基礎(chǔ)教程技術(shù)與應(yīng)用基礎(chǔ)教程主 要 內(nèi) 容移動通信概述通信技術(shù)基礎(chǔ)CDMA移動通信基礎(chǔ)WCDMACDMA2000TD-SCDMA一、移動通信概述v1.1 常見的移動通信系統(tǒng)v1.2 移動通信發(fā)展簡史v1.3 3G概述v1.4 后3G技術(shù)第一章 移動通信概述1.1 常見的移動通信系統(tǒng)v公共陸地移動通信網(wǎng)絡(luò)（PLMN）v無線市話系統(tǒng)（WUTS）v集群移動無線系統(tǒng)（TMRS）v衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)（SMCS）v無線局域局（WLAN）v無線個人域網(wǎng)（WPAN）第一章 移動通信概述常見的移動通信系統(tǒng)移動通信網(wǎng)絡(luò)示意圖移動通信網(wǎng)絡(luò)示意圖第一章 移動通信概述常

2、見的移動通信系統(tǒng)第四代移動通信系統(tǒng)（4G4G）基于OFDM？早期模擬移動通信系統(tǒng)（1G1G）AMPS、TACS第三代移動通信系統(tǒng)（3G3G）WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)（2G2G）GSM、CDMA95A 制式由模擬到數(shù)字制式由模擬到數(shù)字 數(shù)碼率由低到高數(shù)碼率由低到高 漫游范圍由小到大漫游范圍由小到大第一章 移動通信概述移動通信發(fā)展簡史1.2 移動通信發(fā)展簡史v第一代第一代: 模擬技術(shù) NMT-450: Nordic Mobile Telephone, 450MHzNMT-900: Nordic Mobile Telephone, 900MHzTACS: T

3、otal Access Communications System, 900MHzAMPS: Mobile Phone Service, 800MHz移動通信發(fā)展簡史第一章 移動通信概述移動通信發(fā)展簡史模擬移動通信系統(tǒng)（模擬移動通信系統(tǒng)（1G） 模擬和頻分多址（FDMA） 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小 漫游功能差 只能實現(xiàn)話音業(yè)務(wù) 保密性差 體積大、重量重 中國移動2001年12月31日 關(guān)閉模擬移動電話網(wǎng)電電 話話 榔榔 頭頭第一章 移動通信概述移動通信發(fā)展簡史v第二代: 數(shù)字技術(shù)GSM: Global System for Mobile Communication, GSM-900MHz （ by fa

4、r the most successful and widely used 2G system） GSM1800或稱DCS-1800 GSM-1900或稱PCS-1900（北美和智利）D-AMPS: Digital AMPSCDMA(IS-95): Code-Division Multiple Access第一章 移動通信概述移動通信發(fā)展簡史GSM移動通信系統(tǒng)（移動通信系統(tǒng)（2G）155M/2M 數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路第一章 移動通信概述移動通信發(fā)展簡史v2.5代代: 表示在第二代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的各種先進的升級技術(shù)HSCSD: high-speed circuit-switched data, A go

5、od choice for real-time applicationGPRS: General Packet Radio Services Especially suitable for non-real-time applicationsEDGE: Enhanced Data Rates for Global Evolution A new modulation scheme called eight-phase shift keying (8PSK)第一章 移動通信概述移動通信發(fā)展簡史v3G : the Universal Mobile Telecommunications System

6、 (UMTS)WCDMA 歐洲與日本標準技術(shù)的融合，由3GPP組織制訂，目前已經(jīng)有四個版本，即R99、R4、R5和R6CDMA2000 美國提出，由3GPP2組織制訂，版本包括Release0、ReleaseA、EV-DO和EV-DV TD-SCDMA 由大唐代表中國提出，為TDD方式的CDMA系統(tǒng) 1.3 3G概述第一章 移動通信概述3G概述3G3G移動通信系統(tǒng)移動通信系統(tǒng)接入網(wǎng)功能有所改變接入網(wǎng)功能有所改變能夠提供更多業(yè)務(wù)能夠提供更多業(yè)務(wù)第一章 移動通信概述3G概述3G3G業(yè)務(wù)豐富多彩業(yè)務(wù)豐富多彩第一章 移動通信概述3G概述v1985年 ITU TG8/1提出了3G概念FPLMTS (未來

7、公共陸地移動通信系統(tǒng))v1992年 對FPLMTS的頻率進行了劃分v1996年 正式確認使用IMT-2000這個名稱v1997年 確定了基本要求和征求RTT建議v1998年6月30日 提交無線標準建議v1998年秋 建議評估v1999年10月25日11月5日 ITU TG8/1通過了IMT-2000無線接口技術(shù)規(guī)范建議,確立了5個無線接口技術(shù)標準。v2000年10月6日 在加拿大成立IMT2000 and Beyond(4G)工作組3G3G技術(shù)發(fā)展史技術(shù)發(fā)展史第一章 移動通信概述3G概述國際3G標準化組織國際3G標準化組織vITU ITU （國際電聯(lián)）（國際電聯(lián)）ITU-R WP8F:ITU-

8、R WP8F:無線頻譜、技術(shù)、業(yè)務(wù)等無線頻譜、技術(shù)、業(yè)務(wù)等 超3G(System Beyond IMT-2000)遠景及后續(xù)業(yè)務(wù)、頻譜和技術(shù)等相關(guān)研究； WRC-00確認頻譜的規(guī)劃； 3G技術(shù)規(guī)范建議M.1457(RSPC)更新，2002年5月完成第一更新版本，主要增加了3G增強性技術(shù)；ITU-T SSGITU-T SSG核心網(wǎng)核心網(wǎng) 超3G核心網(wǎng)遠景 IP核心網(wǎng)融合第一章 移動通信概述3G概述3G標準組織主要由3GPP、3GPP2組成，以CDMA碼分多址技術(shù)為核心。 3 G P P ： 制 定 基 于GSM/GPRS核心網(wǎng)、全IP核心網(wǎng)，無線技術(shù)為WCDMA,CDMA TDD和EDGE的技術(shù)

9、規(guī)范3GPP2：制定基于ANSI-41核心網(wǎng)、全IP核心網(wǎng)，無線技術(shù)為cdma2000的技術(shù)規(guī)范第一章 移動通信概述3G概述 3GPP協(xié)議版本分為R99/R4/R5/R6等多個階段，其中R99協(xié)議于2000年3月凍結(jié)功能，R4協(xié)議于2001年3月凍結(jié)功能。R99、R4目前已經(jīng)成熟商用，R5、R6協(xié)議還在進一步完善過程中。3GPP R993GPP R4 3GPP R5 3GPP R6功功能能凍凍結(jié)結(jié)時時間間點點2000/032001/032002/03核心網(wǎng)繼承GSM/GPRS的網(wǎng)絡(luò)體系，采用TDM組網(wǎng)。電路域承載與控制相分離;支持TDM/ATM/IP組網(wǎng)。增加IMS域，支持VoIP。WLAN等

10、3GPP3GPP協(xié)議版本演進示意圖協(xié)議版本演進示意圖第一章 移動通信概述3G概述IMT-2000的目標與特點具有全球無縫覆蓋和漫游能力高服務(wù)質(zhì)量，高速傳輸，提供窄帶和寬帶多媒體業(yè)務(wù)與固定網(wǎng)絡(luò)各種業(yè)務(wù)的相互兼容無縫業(yè)務(wù)傳遞支持系統(tǒng)平滑升級和現(xiàn)有系統(tǒng)的演進適應(yīng)多種運行環(huán)境支持多媒體功能及廣泛業(yè)務(wù)的終端2 Mbps-固定網(wǎng)/室內(nèi)環(huán)境384 kbps-步行/城市環(huán)境144 kbps-移動環(huán)境多種環(huán)境下的多樣的數(shù)據(jù)速率第一章 移動通信概述3G概述WRC1992對IMT2000頻譜分配WRC2000對IMT2000新增頻譜頻分雙工（頻分雙工（FDDFDD）：）：192019201980MHz1980MHz

11、211021102170MHz2170MHz時分雙工（時分雙工（TDDTDD）：）：188018801920MHz1920MHz、201020102025MHz2025MHz衛(wèi)星移動通信（衛(wèi)星移動通信（MSSMSS）：）：198019802010MHz2010MHz217021702200MHz2200MHz中國IMT-2000頻譜分配下行下行上行上行第一章 移動通信概述3G概述ITU 3G ITU 3G 候選技術(shù)候選技術(shù)IMT-DSW-CDMAIMT-TDTD-CDMAIMT-SCUWC-136IMT-MCcdma-2000IMT-FTDECTANSI 41（北美（北美 ） GSM MAP

12、（歐洲（歐洲 ） Network to Network interfaceRadioInterfacesCoreNetworksDigital Enhanced Cordless TelecommunicationsUniversal Wireless Communications 第一章 移動通信概述3G概述3G三大主流無線接口標準三大主流無線接口標準美國高通摩托羅拉朗訊韓國三星J-Phone愛立信阿爾卡特諾基亞朗訊北電NTT富士通夏普大唐西門子中興華為普天CDMA2000MC-FDDWCDMADS-FDDTD-SCDMATDD (LCR低碼片速率低碼片速率)全球有代表性的全球有代表性的3G

13、協(xié)議協(xié)議 第一章 移動通信概述3G概述3G的三大主流技術(shù)標準比較的三大主流技術(shù)標準比較第一章 移動通信概述3G概述3G的三大主流技術(shù)標準比較（續(xù)）的三大主流技術(shù)標準比較（續(xù)）第一章 移動通信概述3G概述3G的三大主流技術(shù)標準比較（續(xù)）的三大主流技術(shù)標準比較（續(xù)）第一章 移動通信概述3G概述2G向3G的演進 2G 2.5G 2.75G 3G10Mbps+2Mbps7-14.4 kbps57-115 kbps144-384 kbpscdmaOneIS-95-AcdmaOneIS-95-BGSM新運營商DCMA2000IxDCMA2000IxEV-DO/DVEDGEGPRSCDMA20003xW-C

14、DMATD-CDMAHSDPA1995 1999 2000 2001/2/3 2002/3/4 2005/6Voice14.4kbpsCSD&PDVoice64kbps PacketVoice9.6kbps CSDHigh Capacity Voice153kbps PacketRel.A.307kbps2.4 Mbps Packet384kbps Packet114kbps PacketHigh Capacity Voice2 Mbps Packet?第一章 移動通信概述3G概述核心網(wǎng)電路域2G向3G技術(shù)演進 （寬帶化、全（寬帶化、全IPIP）GSM/GPRS7號信令網(wǎng)：STP基于TDM鏈路

15、組織 支持GSM/GPRS TDM 傳輸 分級網(wǎng)結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)子系統(tǒng)3GPP R99 新的用戶簽約數(shù)據(jù)和多種業(yè)務(wù)增強沿用GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，無重大改進IP信令網(wǎng)：SIGTRAN承載與控制相分離軟交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可采用IP承載 FDD TDMA30K-56Kbps數(shù)據(jù) FDD WCDMA 384K-2Mbps數(shù)據(jù) TD-SCDMA無線接入網(wǎng)核心網(wǎng)分組域HLR業(yè)務(wù)信令傳輸 IP 傳輸 SGSN/GGSN基于GTP協(xié)議組網(wǎng)3GPP R43GPP R5/R6以SIP為主：基于IP傳輸 HSS-CS、PS、IMS沿用 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，無重大改進無重大改進 HSDPA 10Mbps下行 IP-UTRAN話音/窄帶數(shù)

16、據(jù)話音/流媒體/寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)IMS業(yè)務(wù) 在3G分組域上疊加基于SIP協(xié)議的IMS網(wǎng)絡(luò)進展運營經(jīng)驗豐富協(xié)議成熟有運營實例01年凍結(jié),協(xié)議基本成熟但運營實例較少 R5于02年凍結(jié),R6尚未凍結(jié)，協(xié)議還不成熟第一章 移動通信概述3G概述國內(nèi)外運營商對3G版本的發(fā)展戰(zhàn)略先行者(韓國日本)跟隨者(中國移動)觀望者 (非洲)移動業(yè)務(wù)發(fā)展情況移動業(yè)務(wù)發(fā)展情況移動業(yè)務(wù)發(fā)展情況 用戶總量穩(wěn)定/飽和 2G 擴容基本停止 3G-新業(yè)務(wù)-ARPU 仍以發(fā)展GSM/GPRS為主 移動普及率還相當?shù)?GSM 業(yè)務(wù)還不太發(fā)達 3G發(fā)展模式3G 進行情況 3G R99 新建網(wǎng)絡(luò) 20022003年陸續(xù)提供 3G 服務(wù) 培育

17、3G 業(yè)務(wù)市場, 3G 技術(shù)試驗 2G 擴容考慮今后的平滑升級新進者(中國電信) 了解市場發(fā)展動態(tài) 跟蹤 3G 技術(shù)進展未來規(guī)劃問題 重視演進到3G R5/R6的IMS網(wǎng)絡(luò) 可能跳過R4階段 重點在R99 不排除R4,引入時機? 觀望 固網(wǎng)基礎(chǔ)完善，但沒有移動通信網(wǎng) 沒有運營移動業(yè)務(wù) 直接以3G作為移動切入點 開展3G技術(shù)試驗和市場研究 著手3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃 希望3G網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有固網(wǎng)資源更好地融合 非常重視基于IP的R4移動軟交換第一章 移動通信概述3G概述1.4 后3G技術(shù)v后3G通信系統(tǒng)要求：統(tǒng)一的無線接入，全球無縫覆蓋、全球漫游；更高速的數(shù)據(jù)接入；高速、高效的空中接口和接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)；動態(tài)支持

18、各種傳輸類型、終端類型、無線環(huán)境、QoS類型和移動模式；基于路由的全IP網(wǎng)絡(luò)，更多的多媒體應(yīng)用業(yè)務(wù)；極大的系統(tǒng)容量，更高的頻譜利用率；第一章 移動通信概述后3G技術(shù)應(yīng)解決的技術(shù)問題可能采用的各種關(guān)鍵技術(shù)解決大容量問題新的同步傳輸；大范圍的正交同步碼設(shè)計；功率控制；多用戶檢測；智能天線；小區(qū)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化；多人多出（MIMO）解決高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}正交頻分復(fù)用（OFDM）新調(diào)制技術(shù)高階調(diào)制（8PSK、16QAM、64QAM）；MIMO；多載波CDMA解決更高的頻譜利用率問題OFDM；MIMO；高階調(diào)制（8PSK、16QAM、64QAM等）；新調(diào)制技術(shù)滿足各種QoS要求新信道編碼和信源編碼方案；重點差

19、錯控制混合自動重傳查詢HARQ與智能分組重傳隨時隨地接入的問題軟件無線電（Software Defined Radio，SDR）第一章 移動通信概述后3G技術(shù)v2.1 通信系統(tǒng)基本框圖v2.2 移動信道特點v2.3 ISO分層協(xié)議v2.4 信源編碼技術(shù)v2.5 信道編碼技術(shù)v2.6 數(shù)字調(diào)制技術(shù)v2.7 擴頻通信技術(shù)二、通信技術(shù)基礎(chǔ)第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)2.1 通信系統(tǒng)基本框圖第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)基本框圖v信源編碼：去掉信息的冗余度，壓縮信源的數(shù)碼率，提高信道的傳輸效率。v信道編碼：增加信息在信道傳輸中的冗余度，使其具有檢錯活糾錯能力，提高信道傳輸質(zhì)量。v調(diào)制：按基帶信號的變化規(guī)律去改變

20、載波某些參數(shù)的過程，或者說將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成適合于信道傳輸或便于信道多路復(fù)用的已調(diào)信號。v頻率擴展：擴頻通信中使用。第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)通信系統(tǒng)基本框圖2.2 移動信道特點v電波傳輸 表面波自由空間波或直達波散射波電離層波v小尺度衰落或多徑衰落v大尺度衰落或陰影衰落第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)移動信道特點小尺度衰落或多徑衰落v經(jīng)過短距或短時傳播后信號強度的急速變化；v在不同多徑信號上，存在著時變的多普勒頻移引起的隨機頻率調(diào)制；v多徑傳播時延引起的擴展(回音)。第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)移動信道特點陰影衰落或大尺度衰落v隨著發(fā)射與接收機(T-R)之間距離的不斷增加而引起電磁波強度的衰減， 稱為陰影衰落或大尺度衰

21、落。v陰影衰落是平均信號功率的一種衰減，很容易由發(fā)射端和接收端之間突出的地表狀態(tài)（山脈、建筑物等）而引發(fā)，可以認為是這些物體遮擋住了接收機 。v陰影衰落可以從兩個方面描述：路徑損耗和平均值的統(tǒng)計變化。第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)移動信道特點2.3 ISO分層協(xié)議物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層表示層會話層應(yīng)用層硬件通信原理信號處理算法計算機網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)計算機ISO（Internet Standard Organization，國際標準組織）對OSI（Open System Interconnect，開放系統(tǒng)互連）定義了七層通信體系結(jié)構(gòu)參考模型 。第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)ISO分層協(xié)議2.4 信源編碼技術(shù)v信源

22、編碼要完成兩大任務(wù)：將信源輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮；v三大類信源編碼技術(shù)：波形編碼、參數(shù)編碼和混合編碼。v語音質(zhì)量： 廣播質(zhì)量：64kbit/s的數(shù)碼率 長途電話質(zhì)量：64-10kbit/s 通信質(zhì)量：4.8kbit/s 合成質(zhì)量：4.8kbit/s以下。第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信源編碼技術(shù)u針對語音波形進行編碼，盡量保持輸入波形不變。具有適應(yīng)能力強，語音質(zhì)量好，所需編碼速率高，在對信號帶寬要求不太嚴格的通信中應(yīng)用。u時域 ：PCM， APCM，ADPCM, PC， APC，DM，ADM。 u頻域：SBC，ATC波形編碼第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信源編碼技術(shù)脈沖編碼調(diào)制（PCM）vPC

23、M系統(tǒng)原理圖第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信源編碼技術(shù)具體步驟v抽樣抽樣定理（奈奎斯特Nyquist定理或準則）v量化標量量化（包括均勻量化和非均勻量化）矢量量化v非均勻量化：非均勻量化 壓擴量化（先用壓縮器如律曲線，A律曲線對輸入信號進行壓縮，然后采用均勻量化）v編碼，用二進制代碼表示各樣值的量化等級電平值。vPCM常用碼型：自然二進制碼，折疊二進制碼，反射二進制碼第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信源編碼技術(shù)13折線近似A律壓縮特性第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信源編碼技術(shù)第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信源編碼技術(shù)參數(shù)編碼技術(shù)v根據(jù)發(fā)音數(shù)學模型，從輸出語音信號分析出表征聲門振動的激勵參數(shù)和表征聲道特性的聲道參數(shù)，對模型參數(shù)進行編碼。

24、v聲碼器：基于參數(shù)編碼技術(shù)的編碼系統(tǒng)，適用于窄帶信道上提供低速率語音通信和一些對時延要求較寬的場合。v通道聲碼器，共振峰聲碼器，LPC（線性預(yù)測編碼器）v混合編碼：在4-16kbit/s的速率上能夠得到高質(zhì)量的合成語音。 MPC（多脈沖激勵線性預(yù)測編碼）， CELPC（碼激勵線性預(yù)測編碼， RPELPC（規(guī)則脈沖激勵線性預(yù)測編碼）第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信源編碼技術(shù)碼激勵線性預(yù)測CELPvCELP：以LPAS（LP技術(shù)的分析-合成編碼算法）為基礎(chǔ)，用矢量量化技術(shù)對激勵信號進行量化的編碼算法。第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信源編碼技術(shù)語音評價等級v客觀評價:用客觀測量的手段來評價語音編碼質(zhì)量，常用方法有信噪比

25、、加權(quán)信噪比、平均分段信噪比等，都是建立在度量均方誤差的基礎(chǔ)上，計算簡單，但不能完全反映人對主意質(zhì)量的感覺，主要適用于速率較高的波形編碼類型。v主觀評價：主觀評定等級或平均主觀打分（MOS）第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信源編碼技術(shù)主觀評價等級信源編碼技術(shù)第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)v錯碼：突發(fā)錯碼、隨機錯碼v差錯控制技術(shù)：檢錯重發(fā)法、前向糾錯法、反饋校驗法v差錯控制編碼（糾錯編碼）：在信息碼元中加入監(jiān)督碼碼。不同的編碼方法，有不同的檢錯或糾錯能力。有的編碼只能檢錯，不能糾錯。v糾錯編碼：奇偶監(jiān)督碼、線性分組碼、循環(huán)碼、卷積碼、Turbo碼。2.5 信道編碼技術(shù)第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信道編碼技術(shù)信道編碼v目的：加

26、入最少的冗余碼位而獲得最好的糾錯能力。v任務(wù)：為了克服數(shù)字信號在存儲/傳輸通道中產(chǎn)生的失真或錯誤，包括碼間干擾產(chǎn)生的錯誤和外界干擾產(chǎn)生的突發(fā)性錯誤v廣泛應(yīng)用的編碼技術(shù)：卷積碼和Turbo碼第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信道編碼技術(shù)數(shù)字基帶傳輸v基帶傳輸系統(tǒng)：不使用調(diào)制、解調(diào)裝置，直接傳送基帶信號的系統(tǒng)。主要是指在有線數(shù)字信道上傳輸信號的系統(tǒng)。v要將基帶信號轉(zhuǎn)換成適合有線數(shù)學信道傳輸?shù)拇a型（線路碼）。第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信道編碼技術(shù)線路傳輸碼型v要求：無直流和很小的低頻分量；便于提取定時信息；具有內(nèi)在的檢錯能力；盡可能提高傳輸效率; 編譯碼過程應(yīng)與信源的統(tǒng)計特性無關(guān)。v常用碼型單極性非歸零碼（NRZ）)雙

27、極性非歸零碼單極性歸零碼（Manchester碼）雙極性非歸零碼差分碼交替極性碼第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信道編碼技術(shù)第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信道編碼技術(shù)卷積碼v一個由N段組成的輸入移位寄存器，每段有k級，共Nk位寄存器，一組n個模2和相加器；一個由n級組成的輸出移位寄存器。v對應(yīng)于每段k個比特的輸入序列，輸出n個比特。信道編碼技術(shù)vn個輸出比特不僅與當前的k個輸入比特有關(guān)，而且以前的(N-1)k個輸入信息比特有關(guān)。v整個編碼過程可以看成是輸入信息序列與由移位寄存器和模2和連接方式所決定的另一個序列的卷積，卷積碼即由此得名。N或N-1稱為約束長度。卷積碼卷積碼卷積碼 (n,k,N-1)信息位信息位k k

28、 碼字碼字n n校驗位校驗位n-kn-k約束長度約束長度N N1 1碼率碼率R=k/n信道編碼技術(shù)（2，1，3）卷積編碼器信道編碼技術(shù)v卷積碼 (n,k,N-1)中的k和n通常很小，特別適宜于以串行形式傳輸信息，延時小。v卷積碼的糾錯能力隨著N的增加而增大，而差錯率隨著N的增加而指數(shù)下降。在編碼復(fù)雜度相同的情況下，性能優(yōu)于分組碼。v卷積碼至今未找到嚴密的數(shù)學手段把糾錯性能與碼的構(gòu)成十分有規(guī)律地聯(lián)系起來，大都采用計算機來搜索好碼。v譯碼方法：維特比譯碼、序列譯碼和門限譯碼。信道編碼技術(shù)Turbo碼v1993年首次提出。Turbo碼將相對簡單的卷積碼和隨機交積器結(jié)合在一起，實現(xiàn)了隨機編碼的思想，同

29、時Turbo碼用軟輸出來逼近最大似然譯碼，就能得到接近香農(nóng)極限的糾錯性能。vTurbo碼糾錯能力優(yōu)于卷積碼，但解碼復(fù)雜度高、譯碼延時大，適合用于時延要求不高和誤碼率低的業(yè)務(wù)。第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)信道編碼技術(shù)交織交織v交織技術(shù)是為了抵抗無線信道的噪聲以及衰落的影響而采取的時間分集技術(shù)，將衰落信道的突發(fā)錯誤隨機化，使得信道無記憶；v在實際通信系統(tǒng)中，交織技術(shù)與糾錯技術(shù)聯(lián)合使用，以提高系統(tǒng)性能。信道編碼技術(shù)對角交織對角交織v交織算法：交織算法：對角交織的端到端時延為3倍的碼塊長度(短時延)僅僅能夠把突發(fā)錯誤分散到兩個連續(xù)的碼塊中，具有局限性信道編碼技術(shù)塊交織塊交織v塊交織將塊交織將n n個碼字比特，

30、逐行寫入個碼字比特，逐行寫入D DW W的矩陣，在的矩陣，在逐列讀出逐列讀出v將錯誤長度將錯誤長度bDbD地突發(fā)錯誤分散到各個碼字中，地突發(fā)錯誤分散到各個碼字中，每個碼字最多包含每個碼字最多包含1 1個單發(fā)錯誤個單發(fā)錯誤 v塊交織地端到端時延為塊交織地端到端時延為2 2個比特存儲器的容量個比特存儲器的容量（2 2W WD D）v缺點：缺點：信道編碼技術(shù)塊間交織塊間交織v把一個輸入塊的NB個比特分散輸出到B個碼塊中，每個輸出碼塊包含N個比特v一個輸入塊中的連續(xù)符號映射到B個連續(xù)的輸出塊，但是它們再這些塊中的偏移量是不規(guī)則的，從而使得周期性的噪聲隨機化v缺點：確保輸入與輸出的符號一一對應(yīng)，必須保證

31、B和N之間沒有公約數(shù)由于它的分散性質(zhì)，端到端的交織時延為B2N個符號信道編碼技術(shù)2.6 數(shù)字調(diào)制技術(shù)v概念： 用基帶數(shù)字信號控制高頻載波，把基帶數(shù)字信號變換為頻帶數(shù)字信號的過程稱為數(shù)字調(diào)制v功能和要求：頻譜搬移抗干擾，即功率有效性提高系統(tǒng)有效性，即頻譜有效性v基本原理：)()(sin)()(ttttAtS第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字調(diào)制技術(shù)數(shù)字調(diào)制的分類第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字調(diào)制技術(shù)多進制移相鍵控kcktftS2cos)(), 3 , 2 , 1(2nMnk有M個不同值，其中：uM取2、4和8對應(yīng)BPSK，QPSK和8PSK，M值越大，頻譜利用率越高，但誤碼率隨之增加。u頻譜利用率：BPSK為0.5bit/s/Hz,QPSK為1bit/s/Hz，8PSK為1.5bit/s/Hzu誤碼率：QPSK誤碼率為BPSK的2倍。第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字調(diào)制技術(shù)QPSKkkkkckckkckYXtfYtfXtftSsin,cos2sin2cos2cos)(k有4個不同值,有/4和/2系統(tǒng)可選第二章 通信技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字調(diào)制技術(shù)QPSK的I、Q通道合成信號的4種情況QPSK調(diào)制原理圖第二章